維生素D受體在代謝相關性脂肪性肝病中的作用研究進展

林慧玲 陳玲紅 曾清芳

代謝相關性脂肪性肝病(metabolic associated fatty liver disease, MAFLD)既往稱之為非酒精性脂肪性肝病(Nonalcoholic fatty liver disease, NAFLD)[1]，已成為全球最常見的肝臟疾病，中國發(fā)病率約為29%[2]。據(jù)預測到2030年MAFLD將成為美國肝移植的最主要病因[3]。目前為止，MAFLD發(fā)生或發(fā)展的致病機制仍未完全清楚。除減輕體質(zhì)量外尚無可靠的改善MAFLD疾病嚴重程度和纖維化的藥物治療方法[4]。近年來發(fā)現(xiàn)，MAFLD患者的維生素D水平顯著降低。維生素D代謝物1,25-二羥基維生素D3[1,25(OH)2D3]通過與維生素D受體(Vitamin D receptor, VDR)結(jié)合而產(chǎn)生類固醇激素作用。已經(jīng)證實，維生素D缺乏可通過內(nèi)毒素和Toll樣受體等多種途徑導致在肝臟產(chǎn)生炎癥、氧化應激，促進MAFLD的發(fā)生，而肝臟VDR與肝臟炎癥和損傷存在負相關[5]。VDR作為核受體，被認為是MAFLD的潛在治療靶點。近年來眾多研究探討了VDR在MAFLD中的作用，基于這些進展本文綜述了肝臟VDR和MAFLD的關系，以期對MAFLD防治的進一步研究提供參考。

一、肝臟中的VDR概述

胃腸道和內(nèi)分泌組織中VDR無處不在且研究較多，但由于在肝臟中VDR表達較少，其在肝臟中的生理作用尚未完全明確。已經(jīng)證實，在嚙齒動物肝臟中存在VDR的表達。盡管在大鼠的肝實質(zhì)細胞中VDR mRNA表達水平較低，但在肝竇內(nèi)皮細胞、庫普弗細胞和肝星狀細胞等非實質(zhì)細胞中VDR mRNA表達水平較高[6]。同樣，在小鼠肝臟分離出的肝細胞、庫普弗細胞、膽管細胞和星狀體中也證實了VDR mRNA存在表達，其中庫普弗細胞的VDR表達水平最高[7]。盡管如此，在動物肝臟非實質(zhì)細胞中VDR表達功能尚不清楚。

在既往關于MAFLD研究中，也已經(jīng)注意到單純脂肪肝和非酒精性脂肪性肝炎nonalcoholic steatohepatitis, NASH)階段，VDR表達水平存在差異。其中從NASH患者肝穿組織中的實質(zhì)細胞和炎性細胞中均檢測到VDR表達。而進一步證明，膽管細胞中VDR表達程度與脂肪變性、小葉炎癥嚴重程度和NAFLD活性評分呈負相關[8]。肝臟VDR表達與肝纖維化和炎癥的嚴重程度也呈負相關[9]。

MAFLD患者的肝臟VDR表達上調(diào)，與單純性脂肪變性患者相比，NASH患者VDR表達顯著降低[8]。這一結(jié)論在既往NASH小鼠模型中得到驗證[10]。目前的研究提示，在MAFLD早期階段時，VDR表達上調(diào)，而在脂肪性肝炎階段時VDR表達則下調(diào)?？梢姡闻K中VDR的表達水平與肝臟疾病程度具有一定關系。

二、肝臟中VDR的差異激活

VDR核受體由6個功能域組成，其中E域負責與配體結(jié)合。VDR不僅可結(jié)合維生素D，還可結(jié)合次級膽汁酸(尤其是石膽酸及其代謝產(chǎn)物)等其他配體[11]。1,25(OH)2D3主要由25(OH)D3在腎臟中羥基合成，此外也由巨噬細胞合成。需要指出的是，由巨噬細胞合成的1,25(OH)2D是免疫細胞內(nèi)VDR的主要配體。由于肝巨噬細胞在肝臟炎癥和肝細胞損傷中起關鍵作用，因此，肝臟中的VDR可能同時接受到來自于循環(huán)和巨噬細胞產(chǎn)生的1,25(OH)2D3。

VDR配體進入細胞后，易位到細胞核中，并且易位誘導VDR磷酸化。磷酸化的VDR進一步與視黃醇X受體(retinol X receptor, RXR)形成異源二聚體，所得的VDR-RXR異源二聚體促進VDR與位于效應基因啟動子區(qū)域的維生素D反應元件(VDRE)結(jié)合[12]。因此，VDR-RXR充當了將VDR配體的信號轉(zhuǎn)導至維生素D反應元件的分子開關，而VDR配體又穩(wěn)定了VDR-RXR的構象。

三、膽汁酸代謝和VDR激活

膽汁酸由肝臟中的膽固醇衍生物合成，進入腸道后在腸道菌群作用下轉(zhuǎn)化為次級膽汁酸。已證實，膽汁酸具有類激素作用，可作用于不同的受體，發(fā)揮調(diào)節(jié)代謝、內(nèi)分泌和免疫作用。目前已知的膽汁酸受體包括VDR、法尼醇X受體、G蛋白偶聯(lián)受體和孕烷X受體[11,13]。

已經(jīng)證實，膽汁酸可激活多種核因子以發(fā)揮類激素作用。鵝脫氧膽酸和膽酸可作為法尼醇X受體和孕烷X受體的配體。但法尼醇X受體和孕烷X受體都不可作為1,25(OH)2D3受體，然而，VDR卻可被如石膽酸、甘氨石膽酸和7酮-石膽酸等膽汁酸有效地激活。并且已經(jīng)證實，石膽酸和3-酮-石膽酸與1,25(OH)2D3存在VDR結(jié)合競爭抑制關系。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，膽汁酸與維生素D在VDR激活的潛在機制可能存在差異。維生素D驅(qū)動的VDR激活與鈣離子水平升高相關，而膽汁酸驅(qū)動的VDR激活則與鈣離子通量無關[13]。

此外，膽汁酸的肝腸循環(huán)可能會促進肝臟和腸道中VDR的活化。當存在膽汁淤積時，肝臟和腸道中的石膽酸水平升高，而石膽酸的積聚會激活VDR，從而將石膽酸轉(zhuǎn)化為毒性較小的代謝產(chǎn)物[14]。已有研究表明，石膽酸可以通過VDR誘導肝臟中CYP3A4的表達，從而參與膽汁酸的氧化[15]。也有研究顯示，腸VDR缺乏與石膽酸誘導的肝壞死增加有關，而在腸特異性VDR破壞小鼠中CYP3A4的異位表達導致石膽酸誘導的肝毒性減弱[16]。上述研究表明VDR的表達水平與膽汁淤積時的肝損傷存在相關性。

有研究表明，在缺乏維生素D的大鼠中，石膽酸治療可通過激活VDR提高血鈣水平，此外，石膽酸治療還可增加VDR的表達增強抗炎功能[17]。石膽酸干預后VDR表達增加的潛在的機制與SIRT1/Nrf2通路激活有關，進而可減少NF-κB磷酸化和IL-8分泌[18]。此外， VDR表達可能具有組織特異性，當1,25(OH)2D3優(yōu)先激活小腸的VDR時，石膽酸則更容易激活大腸VDR[13]。

腸道菌群及其代謝物也對VDR功能產(chǎn)生影響。在動物研究中發(fā)現(xiàn)，某些菌群的代謝物如丁酸鹽可增加腸道VDR的表達，抑制炎癥反應[19]。而VDR水平也對腸道菌群改變產(chǎn)生一定影響。一項比較VDR基因敲除小鼠和野生型小鼠的腸道菌群研究發(fā)現(xiàn)，與野生型小鼠相比，VDR基因敲除小鼠的腸道內(nèi)的產(chǎn)酸菌顯著減少，而梭狀芽孢桿菌和類桿菌增加[20]。這些研究說明了VDR和腸道微生物群可能存在相互聯(lián)系。由于腸道菌群代謝物可經(jīng)門靜脈入肝，這將導致肝內(nèi)存在多種VDR配體。因此，這可能會在一定程度上影響補充維生素D治療MAFLD的結(jié)果。

四、肝細胞亞群中的VDR激活差異

盡管VDR在肝實質(zhì)細胞中的表達較低。但VDR在肝臟內(nèi)不同區(qū)域、不同細胞類型之間的差異較大，因此，VDR的區(qū)域激活很可能對特定細胞類型具有重要意義。肝巨噬細胞能夠?qū)?5(OH)D3轉(zhuǎn)化為1,25(OH)2D3，由此產(chǎn)生的1,25(OH)2D3可以通過VDR依賴性機制誘導巨噬細胞分化。體外研究已經(jīng)表明，1,25(OH)2D3干預可導致巨噬細胞吞噬活性增加[21]。巨噬細胞中的VDR活化可通過抑制MHC II類抗原而產(chǎn)生強烈免疫抑制作用。因此，常駐巨噬細胞的VDR活化可防止小鼠肝臟炎癥、脂肪變性和胰島素抵抗產(chǎn)生，并保護肝臟免受內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激影響[9]。

肝星狀細胞活化通常認為是肝纖維化進展的初始階段。已證實，VDR激活可拮抗TGF-β/Smad等多個促纖維化基因的轉(zhuǎn)錄[22]。肝星狀細胞中VDR的激活還與自噬相關因子P62/SQSTM 1蛋白聚合物的結(jié)合增強有關，并可潛在的延緩肝纖維化和肝癌的進展。

在人肝癌HepG2細胞系和人原代肝細胞系中均可檢測到VDR蛋白和VDR mRNA。既往研究認為，肝細胞的VDR可抑制膽汁酸合成，從而保護肝臟免受膽汁淤積影響[14]。在一項針對轉(zhuǎn)染人VDR肝細胞系的轉(zhuǎn)錄組學和代謝組學的研究表明，20%的VDR應答基因與脂質(zhì)代謝、脂肪酸、甜菜堿和甘油的攝取有關，這提示VDR在肝細胞脂質(zhì)代謝中起著重要作用[23]。此外，在完全VDR缺陷小鼠模型中，肝臟未發(fā)生脂肪變性，表明VDR激活可能與脂質(zhì)合成增強或脂質(zhì)向肝外轉(zhuǎn)運減少有關，也提示VDR激活可能會導致MAFLD的發(fā)生和發(fā)展[24]。然而，在肝臟特異性VDR敲除小鼠中卻發(fā)現(xiàn)，高脂飲食喂養(yǎng)后肝臟更易產(chǎn)生脂肪變[25]。這說明，高脂飲食條件下，除VDR外尚有其他因素調(diào)節(jié)肝臟脂質(zhì)代謝。這其中，胰島素抵抗被認為是最重要的原因。先前的研究已經(jīng)表明，脂肪酸、胰島素均可誘導肝細胞中VDR表達。因此，高胰島素血癥對VDR肝表達的影響及其與高脂飲食對肝脂肪變性的潛在關系有待進一步研究。

五、總結(jié)及展望

綜上所述，VDR可能在MALFD的發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。肝臟中的VDR在不同細胞中具有不同作用，在巨噬細胞和星狀細胞中VDR的激活導致肝臟炎癥、纖維化的減弱，但是在肝細胞中VDR的激活可以加速脂質(zhì)蓄積。MAFLD患者體內(nèi)維生素D水平較低，且VDR在肝細胞中低水平表達使肝細胞對其多種配體并不敏感。但肝細胞VDR可被膽汁酸和非實質(zhì)細胞產(chǎn)生的內(nèi)源性1,25(OH)2D3等激活，在存在高脂血癥、胰島素抵抗等情況下極易發(fā)生肝臟脂質(zhì)異常堆積。

VDR配體并非僅有維生素D一種。因此，單純外源性補充維生素D的研究可能無法充分完全反映VDR的全部作用。因此，當前通過補充維生素D非特異性激活VDR的策略能否有效治療MAFLD仍需要進一步考量。此外，長期大劑量補充維生素D可能引起的影響也需要密切監(jiān)測。今后對MAFLD疾病中VDR的調(diào)控機制研究可能成為新的熱點。